(57)【要約】【課題】  電気小型光モジュール内部の結合構造をシールする種々の設計を提供する。【解決手段】  電気小型光モジュール（ｅＭＯＭ）は、ジグザグ接触表面と可変スレッドピッチとを有する構造を含む。この構造は、通路に対する汚染を指数関数的に遅延させることにより、汚染された粒子の通路を伸張し、且つ、汚染量をほぼ１オーダーで減少させる。さらに、静電気除去のため、静電放電（ＥＳＤ）防御リング及び導電性塗装を使用する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板；
該基板上に配置された画像センサー；
第１外周表面、第１端部表面及び第２端部表面を備え、前記第１外周表面上に第１スレッド構造が形成され、前記第２端部表面上に第１ジグザグ構造が形成された、シリンダー形状のレンズバレル；並びに
前記基板をカバーし、保持構造を備え、内部に前記レンズバレルを導入するように適切な形状で内部壁が形成され、前記適切な形状は、第２外周表面と第３表面とを備え、前記第２外周表面上に第２スレッド構造が形成され、前記第３端部表面上に第２ジグザグ構造が形成される、レンズマウント；
を有し、
前記第１外周表面の前記第１スレッド構造は、前記第２外周表面の前記第２スレッド構造に装着され、
該装着後、前記第２端部表面上の前記第１ジグザグ構造は、前記第３端部表面上の前記第２ジグザグ構造に接触且つ適合する、
ことを特徴とするモジュール。
【請求項２】
前記第２端部表面及び前記第３端部表面のジグザグ構造は、装着中、前記第２端部表面と前記第３端部表面との接触及び適合を保持するように、同心円パターンを形成することを特徴とする請求項１に記載のモジュール。
【請求項３】
装着中に発生する粒子を収集し且つ隔離するように、前記第３端部表面上に配置された粒子収集溝をさらに有することを特徴とする請求項１に記載のモジュール。
【請求項４】
前記粒子収集溝は、少なくとも１つの同心円のパターンで形成されることを特徴とする請求項３に記載のモジュール。
【請求項５】
前記レンズバレルの前記第１外周表面は、前記第２外周表面が前記レンズバレルを受けるように対応して傾斜されつつ、前記レンズバレルが前記レンズマウントの方向に向かって傾斜されるように、９０度未満で傾斜されることを特徴とする請求項１に記載のモジュール。
【請求項６】
前記レンズバレルの前記第１外周表面の前記第１スレッド構造及び前記レンズマウントの前記第２外周表面の前記第２スレッド構造は、徐々に減少したピッチを有することを特徴とする請求項１又は５に記載のモジュール。
【請求項７】
前記ピッチは、前記レンズバレルの傾斜した端部に向かって減少していることを特徴とする請求項６に記載のモジュール。
【請求項８】
接触表面上に前記レンズバレル及び前記レンズマウントの両方を接触させるように、前記レンズバレル及び前記レンズマウントの外側に配置されたカラー構造をさらに有し、
前記レンズバレルの前記第１外周表面及び前記レンズマウントの前記第２外周表面の、前記スレッド構造は、前記接触表面にさらに移動されることを特徴とする請求項１、３又は５に記載のモジュール。
【請求項９】
前記レンズバレルの前記第１外周表面の前記第１スレッド構造及び前記レンズマウントの前記第２外周表面の前記第２スレッド構造は、前記レンズバレルと前記レンズマウントとが実質的に一体となるように、共に結合されることを特徴とする請求項１に記載のモジュール。
【請求項１０】
前記レンズバレル及び前記レンズマウントの外部表面上に塗装された導電性塗装をさらに有し、前記基板に電気的荷電をガイドするように、前記基板への導電路を形成することを特徴とする請求項１、３、５又は９に記載のモジュール。
【請求項１１】
前記レンズバレルの露出表面上に配置された金属部品をさらに有することを特徴とする請求項１０に記載のモジュール。
【請求項１２】
前記レンズバレル及び前記レンズマウントの外部表面上に塗装された導電性塗装をさらに有し、前記基板に電気的荷電をガイドするように前記基板への導電路を形成することを特徴とする請求項８に記載のモジュール。
【請求項１３】
前記レンズバレルの露出表面上に配置された金属部品をさらに有することを特徴とする請求項１２に記載のモジュール。
【請求項１４】
前記金属部品は、リングであることを特徴とする請求項１１に記載のモジュール。
【請求項１５】
前記金属部品は、リングであることを特徴とする請求項１３に記載のモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、向上された接合構造を有する電気小型光モジュール（ｅＭＯＭ）に係り、特に、コンパクトカメラモジュール（ＣＣＭ）の接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
小さい「フットプリント」（装置により占有される領域）で、計量で、なおかつ、高い耐久性を有し、携帯電子製品に取り付けられる、携帶電話用コンパクトカメラモジュール（ＣＣＭ）などの、電気小型光モジュール（ｅＭＯＭ）に関する一定の要求がある。ｅＭＯＭの典型的な構造は、光部品（例えばレンズヘッド）と、電気装置（例えば、画像センサー）とを共に収納された構造を有する。一般に、性能の低下は、（吸着又は可動な）ホコリ粒子がひどい環境と共に、水分、電磁気的干渉、振動、機械的衝撃及び光の漏れに由来する。通常、モジュールが小型となると、これらの影響に対してより感受的となる。
【０００３】
Ｗａｉ  Ｗｏｎｇ  Ｃｈｏｗらによる特許文献１は、センサー上に光学機器を支持する鋳造化合物と、パッケージ工程中に発生するセンサー上に直接落下する粒子を避けるためのカバーガラスとを使用する。しかしながら、これらの粒子は、未だ残存しており、画質に悪影響を与える。
【０００４】
Ｔｈｏｍａｓ  Ｐ．  Ｇｌｅｎｎらによる特許文献２は、鋳造された画像センサーダイパッケージを支持するリードフレームを使用する。しかしながら、可能性のある粒子の阻止や密封性に関する証拠はなく、上述の問題を解決し得ない。
【特許文献１】米国特許第６，６６７，５４３号明細書
【特許文献２】米国特許第６，７３４，４１９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、電気小型光モジュール内部の結合構造をシールする種々の設計を提供する。なお、このモジュールは、ホコリ粒子と同様に、水分、電磁気的干渉、振動、機械的衝撃及び光の漏れに対して高い抵抗性を有する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、電気小型光モジュール内の接合構造に関し、ホコリ粒子と同様に水分、電磁気的干渉、振動、機械的衝撃及び光の漏れに高い耐性を提供する。この接合構造に係る革新的な部分は、外部からの粒子や水分が減少されるように、接合インターフェースの長さを伸張した「ジグザグ」構造を有する。このジグザグ構造は、光から大幅に隔離する。追加の粒子収集溝は、一旦落下した粒子を収集するように、レンズマウントの接触表面上の１つ以上の同心円のパターンに形成されてもよい。
【０００７】
より良好に防御するため、レンズバレル及びレンズマウントのスレッド構造を、傾斜スレッドに改変してもよい。スレッドピッチは、最外側（対物側）から最内側（画像側）へと徐々に減少される。ピッチの減少により、スレッド結合性及び自己ロック効果とともに、粒子、水分及び水に対するより良好な隔離性が提供される。
【０００８】
この防御は、「層の防御」という観念に従って改変されてもよく、これは、良好な隔離のため、一つ以上の防御構造を、外側から内側へと傾斜することを意味する。このことは、「外側スレッドカラー」設計により達成されてもよい。追加のカラー構造は、レンズマウントの外側に配置され、全てのスレッド化されたインターフェースは、スレッド中に発生する粒子が光路の領域のほぼ外側に落下するように、カラーに移動される。
【０００９】
おもちゃ又はウェブカメラ用の低解像度の光学レンズなど、幾つかの特定の適用例において、単にジグザグインターフェース及びスレッド構造を「シール」（又は除去）し得るように、焦点が良好に調整される必要はなく、従って、レンズバレル及びレンズマウントは、ワンピースに組み合わされる。この焦点は、この設計において調節され得ないが、隔離効果は、接触表面が存在しないので、最良の状態である。
【００１０】
ＥＳＤ（静電放電）又はＥＭＩ（電磁気干渉）に対する効果を向上させるため、基板への静電気を導通するように、導電性塗装をレンズバレル及びレンズマウントの外部表面上に適用してもよい。外部ハウジング及びシールディングに直接接触させることにより、ＥＳＤをより良好に防御するため、レンズバレル上に追加の光学金属リングを導入してもよい。
【発明の効果】
【００１１】
ホコリ粒子と同様に水分、電磁気的干渉、振動、機械的衝撃及び光の漏れに高い耐性を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
添付した図面に対する好適実施例に係る詳細な説明は、本発明の論述を意図しており、本発明を具体化する形態を制約するものではない。複数の実施例が実施可能であると理解できる。
【００１３】
図１を参照すると、本発明の第１実施例は、ジグザグ構造により粒子及び水分の耐性を有する電気小型光モジュールを提供する。この電気小型光モジュールは：基板１２；基板１２上に配置された画像センサー１３；第１外周表面と第１端部表面と第２端部表面とを有し、第１外周表面上に第１スレッド構造が形成され、第２端部表面上に第１ジグザグ構造が形成された、シリンダー形状のレンズバレル１１；基板１２をカバーし、内部に上記のレンズバレルを導入するように、適切な形状で内部壁が形成された保持構造を有し、この適切な形状は、第２外周表面と第３表面とを有し、第２外周表面上に第２スレッド構造が形成され、第３端部表面上に第２ジグザグ構造が形成され、第２外周表面の第２スレッド構造に第１外周表面の第１スレッド構造が装着され、装着後、第２端部表面上の第１ジグザグ構造が第３端部表面上の第２ジグザグ構造に接触且つ適合する、レンズマウント１４；を有する。第１ジグザグ構造と第２ジグザグ構造との間の接触インターフェース１５は、粒子及び／又は水分透過路長を倍化する。この汚染路を倍化することにより、フィックの拡散則に従って路長に対する汚染量が指数関数的に遅延することに起因して、ほぼ１オーダーで汚染量が効果的に減少され得る。光の遮蔽及び不透明さは、直接の視線の欠除に起因して、大幅に向上される。
【００１４】
図２を参照すると、本発明の第２実施例は、ピッチを減少させた傾斜スレッド構造を介して、粒子及び水分の耐性を有する電気小型光モジュールを提供する。典型的なｅＭＯＭは、基板１２、画像センサー１３、レンズバレル１１及びレンズマウント１４を有する。傾斜スレッド２１は、進行又は締め中、バレル及びマウントの表面を近接して適合させる。バレルとマウントとのクリアランスが減少すると、通路を通過する粒子、水分又は光の量が減少する。また、衝撃又は振動に対する堅牢性は、スレッドカップリング及び自己ロック効果に起因して、向上される。本実施例において、スレッドピッチは、最外側（対物側）から最内側（画像側）へと徐々に減少される。図２に示す実施例において、種々のピッチを有する傾斜スレッド２１を示す。また、傾斜構造は、偏心制御を促進する。ピッチを減少させると、上述の締め効果が促進し、粒子の防御、水分耐性、不透明さ及び振動の隔離性の向上が図られる。また、さらに粒子を収集するため、粒子収集溝２２を設計してもよい。
【００１５】
図３を参照すると、本発明の第３実施例は、外部スレッドカラー３１を介して、粒子及び水分耐性を有する電気小型光モジュールを提供する。典型的なｅＭＯＭは、基板１２、画像センサー１３、レンズバレル１１及びレンズマウント１４を有する。図３から明らかなように、外部スレッドカラー３１は、締め機能を促進し、締め中に発生する粒子は、レンズマウント、レンズバレル及び外部スレッドカラーの２つの部品により光路の領域の外側にほとんど落下する。
【００１６】
図４を参照すると、本発明の第４実施例は、コンパクトレンズ（ワンピース）を介して粒子及び水分耐性を有する電気小型光モジュールを提供する。レンズバレルとマウントとの間のインターフェースを共に結合し（或いは組み合わせる）ことにより、基板表面に設定されたレンズに対する路を減少させることにより、可能性のある粒子、水分及び光の漏れが減少する。加えて、全体的なモジュールの高さは、他の構造が最内側のレンズ表面とセンサーチップ表面との間に存在しないので、さらに減少されてもよい。組み立てる前に正確に焦点を算出する必要があるが、本発明は、画質のコストの点で、ハイスループットで、低いコストでコンパクトな解決法を提供する。現在の多くのレンズ製造者にとって、低解像度の光学レンズに関する焦点の深さは、１００μｍ以上に簡便に制御されてもよく、且つ、部材の寸法許容性は、それぞれ、１０μｍ未満に簡便に制御されてもよい。このことは、低解像度の電気小型光モジュールに精密な焦点調節が必要ないことを示す。
【００１７】
図５を参照すると、本発明の第５実施例は、金属リング５１を加えることにより、ＥＳＤ及びＥＭＩ防御性を有する電気小型光モジュールを提供する。典型的なｅＭＯＭは、基板１２、画像センサー１３、レンズバレル１１及びレンズマウント１４を有する。金属リング５１は、レンズバレルの径に垂直な平面に配置され、バレル上の外周は、この平面上に配置される。さらに、バレル及びマウントの外部表面を含みレンズ又は光路の場所を除く全ての外部表面上に導電性塗装（図５に図示せず）が使用される。導電性塗装５２は、全ての外部表面を覆う必要はなく、基板に対する導電路を形成すると層領域にのみ必要であり、その例を図６に示す。しかしながら、センサーの電極間のスペースは、電気的に絶縁される。この防御は、塗装及び金属リングを介してモジュールの取付表面へと至る上記の導電路に由来する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明によるｅＭＯＭのジグザグな接触表面設計を示す第１実施例に係る拡大断面図である。
【図２】本発明によるｅＭＯＭの粒子収集溝を有する可変傾斜スレッドピッチ設計を示す第２実施例に係る拡大断面図である。
【図３】本発明によるｅＭＯＭのカラーを有する外部スレッドレンズ取付設計を示す第３実施例に係る拡大断面図である。
【図４】本発明によるｅＭＯＭのワンピースのコンパクトレンズセット設計を示す第４実施例に係る拡大断面図である。
【図５】本発明によるｅＭＯＭの金属リング及び導電性塗装設計を示す実施例に係る拡大断面図である。
【図６】図５の３次元概略図であって、本発明による導電性塗装のパターンの例を示す。
【符号の説明】
【００１９】
１１    レンズバレル
１２    基板
１３    画像センサー
１４    レンズマウント
１５    接触インターフェース
２１    傾斜スレッド
２２    粒子収集溝
３１    外部スレッドカラー
４１    コンパクトレンズ
５１    金属リング
５２    導電性塗装
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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